高考化學(xué)解題策略之電化學(xué)

劉思琪 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

一、電化學(xué)中四個(gè)極

正負(fù)極：多用于原電池。正極電極電勢(shì)高，是流入電子(外電路)的電極；負(fù)極電極電勢(shì)低，是流出電子(外電路)的電極。

陰陽(yáng)極：多用于電解池或電鍍池。陽(yáng)極是指與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極；陰極是指與電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)的電極。

二、電化學(xué)中四個(gè)池

1.原電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。除燃料電池外，一般由活潑金屬作負(fù)極。

2.電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

3.電鍍池：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層新金屬的裝置。通常鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬的物件接電源負(fù)極，含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。

4.電解精煉池：應(yīng)用電解原理提純某些金屬的裝置，通常提純的金屬接電源正極，該金屬的純凈固體接電源負(fù)極，電解液含有待提純金屬的陽(yáng)離子。

三、原電池電極的六種判斷方法

1.根據(jù)構(gòu)成原電池的電極材料判斷：活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬或?qū)щ姷姆墙饘偌敖饘傺趸镒髡龢O。

2.根據(jù)電子流向或電流流向判斷：電子流出或電流流入的電極為負(fù)極，反之為正極。

3.根據(jù)電極反應(yīng)進(jìn)行判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。

4.根據(jù)離子的轉(zhuǎn)移判斷：陽(yáng)離子移向的一邊為正極，陰離子移向的一邊為負(fù)極。

5.根據(jù)兩極現(xiàn)象判斷：通常溶解或質(zhì)量減少的一極為負(fù)極；質(zhì)量增加或有氣泡產(chǎn)生的一極為正極。

6.根據(jù)pH的變化判斷：電極附近的pH增大，為負(fù)極，另一邊為正極。

四、原電池電極反應(yīng)式的書寫

負(fù)極：M-ne-=Mn+

正極：(1)在酸性溶液中

2H++2e-=H2↑

(2)在不活潑金屬的鹽溶液中

Kn++ne-=K

(3)在中性、弱堿性條件下

2H2O+O2+4e-=4OH-

五、電解池溶液的電解

1.電解產(chǎn)物的判斷

(1﹚陰極產(chǎn)物的判斷

電極不參加反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，較易得電子的陽(yáng)離子獲得電子。陽(yáng)離子得電子順序：

Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

(2)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷

活性電極(如Fe,Zn ,Cu ,Ag等)陽(yáng)極自身失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,溶液中的陰離子不易在電極上失電子,惰性電極(如Pt,Au,石墨)溶液中的陰離子向陽(yáng)離子優(yōu)先在陽(yáng)極失電子。順序如下：

S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(如NO3-SO42-)>F-

六、四大電解類型

1.電解電解質(zhì)型(例：HCl、 CuCl2)

2.電解水型(例：NaOH、H2SO4、Na2SO4)

3.放H2生堿型(活潑金屬無(wú)氧酸鹽，例：NaCl)

陽(yáng)極：2Cl—2e-=Cl2↑(氧化反應(yīng))

陰極：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))

4.放氧生酸型(不活潑金屬含氧酸鹽，例：CuSO4)

陽(yáng)極：4OH—4e-=2H2O+O2↑(氧化反應(yīng))

陰極：2Cu2++4e-=2Cu(還原反應(yīng))

觀察近年來(lái)高考中命題人對(duì)于電化學(xué)這一部分的出題，一般來(lái)說(shuō)，只考選擇題，單項(xiàng)和雙項(xiàng)均有可能，而在大題中一般不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)，但與其他的知識(shí)點(diǎn)一起是有可能的。電化學(xué)的題目一般都是看圖作答，所以不僅考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，也考查學(xué)生對(duì)圖片的分析能力。下面本文就各自列舉電化學(xué)曾在選擇和大題出現(xiàn)過(guò)的高考題目。

七、題型解讀

例(單項(xiàng))某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是( )。

A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出

B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2++2e-= Cu

C．無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色

D．a(chǎn)和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2+向銅電極移動(dòng)+ c(OH-)

圖 電化學(xué)原理設(shè)計(jì)裝置

解析：兩個(gè)電極分別為Fe和Cu，a,b不相連時(shí)，會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，所以A正確。B，連接后，形成原電池，銅片作正極，溶液中Cu2+先放電，正確。C中鐵片作負(fù)極失去電子，形成Fe2+,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，C正確。D中，a,b分別連接直流電源正負(fù)極，a作陽(yáng)極，銅片失去電子形成為Cu2-,Cu2-向鐵電極移動(dòng)，故錯(cuò)誤。答案：D。

例(雙項(xiàng))23.銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是( )。

A．正極反應(yīng)為：Zn—2e-=Zn2+

B．電池反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Zn2++ Cu

C．在外電路中，電子從負(fù)極流向正極

D．鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液

解析：我們知道Zn的活潑性比Cu強(qiáng)，所以Zn是負(fù)極，故A錯(cuò)。電池總反應(yīng)和沒(méi)有形成原電池時(shí)的氧化還原反應(yīng)相同，故B正確。根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，故C正確。在溶液中，陽(yáng)離子往正極移動(dòng)，陰離子往負(fù)極移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。答案：BC。

圖 銅鋅原電池(鹽橋裝有瓊脂—飽和KCl溶液)

例：碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

已知：

S2O32-+2I=2SO42-+I2(慢)

I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(快)

(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當(dāng)溶液中的____耗盡后，溶液顏色將由無(wú)色變成為藍(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色，S2O32-與S2O82-初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為：n(S2O32-):n(S2O82-)____。

(2)為探討反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：

表 設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案

表中Vx=____mL，理由是____。

(3)已知某條件下，濃度c(S2O82-)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O82-)～t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)地標(biāo)注)

圖 反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線

(4)碘也可用作心臟起搏器電源—鋰碘電池的材料。該電池反應(yīng)為：

2Li(s)+I2(s) △H

已知：4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) △H1

4Li(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s) △H2

則電池反應(yīng)的△H=____；碘電極作為該電池的____極。

解析：碘電極作為該電池的負(fù)極。

八、總結(jié)

我們知道對(duì)所有基礎(chǔ)知識(shí)的掌握及運(yùn)用，是高考中不可失分的區(qū)域，熟悉考點(diǎn)，掌握解題技巧，就可以拿到高分。所以在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要多注意對(duì)基礎(chǔ)的掌握，這樣才能在做題時(shí)更順利。